3.1.4.1. Nguyên nhân gây ra lối dich tần sô'sóng mang
Có hai nguyên nhân chính gây ra lỗ i CFO, đó là:
- Trên thực tế, tần số được tạo ra bởi các bộ dao động trung tần IF hay cao tần RF tại nơi phát và nơi thu thường là không giống nhau một cách lý tưởng mà giữa chúng bao giờ cũng tồn tại một độ sai lệch tần số sóng mang. K hi có sự sai khác tần số giữa các dao động nội trong máy phái và máy ihu thì sự dịch tần sóng mang sẽ xảy ra.
- Ngoài ra, hiệu ứng dịch tần Dopler và sự phi tuyến của kcnh truyền cũng là các tác nhân gây ra độ dịch tần số sóng mang A f giữa nơi phát và nơi thu. Ở đây, A f = f thu - f hát và được gọi là độ dịch tần số sóng mang. L ỗ i gây ra bởi độ dịch tần À f được gọi là lỗ i dịch tần số sóng mang (CFO).
3.1.4.2. Tác động đối với hệ thống
Có hai tác động không mong muốn do lỗ i CFO gây ra:
- Làm giảm biên độ tín hiệu ở đầu ra của bộ lọc lương ứng với m ỗi sóng mang. K h i sóng mang con bị dịch đi, biên độ tín hiệu bị giảm so điểm lấy mẫu không còn ở đỉnh của hàm sinc nữa.
- Tạo ra nhiễu xuyên sóng mang IC I
L ỗ i tần số sóng mang tác động lên hệ thống O F D M đã gây ra hiện tượng quay pha sóng mang trong các ký hiệu O F D M và gây ra hiện tượng IC I rất nghiêm trọng, và hiện tượng IC I gây ra bởi CFO là hiện tượng gây ra sự suy giảm và tác động lớn nhất lên hệ thống O F D M so với các ảnh hưởng khác.
Bởi vậy, m ột trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của việc thực hiện đồng bộ tại nơi thu là làm sao giảm thiểu được ảnh hưởng của IC I xảy ra trong trường hợp này.
Theo cồng thức tín hiệu O FD M được phát trên kênh vô tuyến sau khi điều chế bởi sóng mang cao tần số f tx có:
y ự ) = s { t ) e j 2 n f u t (3 .5 )
Trước k h i thực hiện giải điều chế FFT, tại nơi thu có sự chuyển đổi tín hiệu thu được y(t) về tín hiệu băng gốc phức. Bởi vậy, tín hiệu thu sẽ là:
r ( t ) - s ( t ) e j2ĩĩ'ftx t .e~j l n 'frx t (3.6) do có sự dịch tần xảy ra nên: f tx * f rx
gọi A f = f tx - f rx suy ra:
r ( t ) = s { t ) e j l n A f t * s ( t) (3.7)
Như vậy, đại lượng 9(t) = 2ĩũAf.t này đã dẫn đến sự quay pha nghiêm trọng, trong giản đồ chòm sao các điểm sao bị trải ra.
M ặt khác, chính độ dịch tần số nêu trên cũng đã gây ra sự dịch phổ của tín hiệu thu được trong miền tần số, làm cho tốc độ lỗ i b it tăng cao.
Trong trường hợp độ dịch tần không phải là một số nguyên lần của khoảng cách giữa các sóng mang thì sự trực giao giữa các sóng mang con không còn nữa. Điều này đã dãn đến ảnh hưởng của IC I lèn hệ thống, làm suy giảm chất lượng của hệ thống.
Bảng 3.1: Độ suy giảm SNR trong một số trường hợp [3]
Nguyên nhân Độ suy giảm SNR (dB)
Dịch tần số sóng mang 8 kênh nhiễu cộng A W G N
n 10 /•;,
~ •>3 1 in '1 - ) 111 10 ^ ' A oV
Dịch tần số sóng mang 8 trong kênh fading
( 1 - Ị-11. • 1!:) ■ 1 1 V * >111“ TT J \
0 < 1 0 IO B .P ( - ’S . )
Tạp âm pha do dao động
nội, dải tần ß ° « f lln iu ( 4 7 ĩ / j ) AÔ D ịch tần số lấy mẫu A fs
Ũ ịi 1 0 lo g 10 ^1 -Ị- \ ^ \ L í
3.1.4.3. Các tliuật toán ước lượng độ dịch tần s ố (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các thuật toán ước lượng độ dịch tần số được chia thành ba loại chính: - Loại 1, các thuật toán Data-aided: dựa trôn việc phân tích các khối đồng bộ đặc biệt được thêm vào. Cụ thể hơn, đó là các thông tin huấn luyện hay các ký hiệu dẫn đường đặc biệt... được chèn vào các tín hiệu truyền dãn.
- Loại 2, các thuật loán Nonđata-aided: dựa trên việc phân tích dữ liệu nhận được tại lố i ra của bộ FFT. Hay nói m ột cách khác, là dựa vào việc phân tích các tín hiệu nhận được trong miền tần số.
- Loại 3, các thuật toán dựa trên tiền tố lặp CP: là việc phân tích tín hiệu mẫu nhận được trước khi thực hiện FFT, dựa vào chính cấu trúc của ký hiệu O F D M có sử dụng tiền tố lặp CP.
Trong ba loại trên, loại 1 rất thích hợp cho các ứng dụng mạng W L A N . Loại 2 và 3 đặc biệt phù hợp trong kiểu truyền dẫn quảng bá, thông tin vô tuyến di động...